邵雪艷

(江蘇省常熟中學(xué) 江蘇 蘇州 215500)

1 引言

學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng),指的是學(xué)生應(yīng)具備的,能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力[1].研究學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的一項(xiàng)重要舉措,也是適應(yīng)教育改革發(fā)展趨勢(shì)、提升教育國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的迫切需要[2].毫無(wú)疑問,核心素養(yǎng)是教育改革的熱點(diǎn)問題,但在教學(xué)實(shí)踐中,有關(guān)核心素養(yǎng)教學(xué)的落實(shí)仍然存在著諸多問題,尤為突出的問題之一是對(duì)于國(guó)家課程的課堂教學(xué),內(nèi)容和課時(shí)都有一定限制,如果沒有真正地把握核心素養(yǎng)在具體學(xué)科的實(shí)質(zhì)與內(nèi)涵,以物理課堂教學(xué)而言,很容易在實(shí)施過程中生搬硬套.而且傳統(tǒng)的物理課堂因?yàn)檎n時(shí)比較緊張,專業(yè)知識(shí)豐富有余,人文情感體現(xiàn)不足,物理課往往嚴(yán)謹(jǐn)而理性,卻常常缺乏溫暖與感性.但其實(shí)物理作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,與各行各業(yè)都息息相關(guān).如果能夠跳出教材、課時(shí)的限制,充分挖掘物理的豐富教學(xué)資源,核心素養(yǎng)的著眼點(diǎn)也將會(huì)更加豐富.

在這樣的教學(xué)現(xiàn)狀下,學(xué)科類校本課程則是一個(gè)恰到好處的契機(jī)、一個(gè)十分有益的補(bǔ)充,如果利用好該類校本課程,讓學(xué)生感知到物理教學(xué)也是充滿現(xiàn)實(shí)溫度、人文情懷的,相信也能對(duì)常規(guī)物理課堂產(chǎn)生積極的影響.2017年5月,江蘇省常熟中學(xué)申報(bào)CPS課程教育基地,這一立足科教實(shí)驗(yàn)中心的理科綜合性課程基地為學(xué)校提供了極佳的校本課程環(huán)境.江蘇省常熟中學(xué)作為江蘇省首批高品質(zhì)示范高中建設(shè)培育學(xué)校,始終致力于推動(dòng)學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展,在校本課程教學(xué)中更是如此,以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)作為最終目標(biāo),不斷思考、優(yōu)化、推進(jìn)學(xué)校的學(xué)科類校本課程規(guī)劃.通過校長(zhǎng)、教師、學(xué)生合力開發(fā)的“中學(xué)物理與現(xiàn)代前沿應(yīng)用”這門校本課程,依托于CPS模型、通過項(xiàng)目式教學(xué),在促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展,尤其是在提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力上取得了顯著的效果,學(xué)生在CPS項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的過程中,不僅進(jìn)一步感受到物理科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳疃?、?chuàng)新突破的精神,還感悟到了物理充滿人文感性的溫度.

2 CPS模型與“中學(xué)物理與現(xiàn)代前沿應(yīng)用”校本課程介紹

2.1 CPS模型

創(chuàng)造性問題解決(creative problem solving,簡(jiǎn)稱CPS) 模型由美國(guó)學(xué)者帕恩斯首先提出,該模型以問題解決過程為基礎(chǔ),強(qiáng)調(diào)發(fā)散思維與聚合思維的結(jié)合,問題解決者在選擇解決方法前需要先以發(fā)散思維產(chǎn)生大量的變通辦法,之后再以聚合思維來選擇最適合的解決方法,最后加以執(zhí)行或是作為進(jìn)入下一階段的準(zhǔn)備,由此提升創(chuàng)造力及問題解決能力.有關(guān)創(chuàng)造力開發(fā)的研究表明,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維最有效的方法之一就是運(yùn)用CPS模型.CPS具體的四成分八階段模型是2000年由美國(guó)的特芬格教授提出的,在該模型中將CPS描述為一個(gè)動(dòng)態(tài)、開放、可變通的系統(tǒng),形成了 4個(gè)成分、8個(gè)階段,如圖1所示.該版本的模型引導(dǎo)解決問題者獨(dú)自或以小組合作的形式連續(xù)使用創(chuàng)造性和批判性的思維技巧,從而理解挑戰(zhàn),激發(fā)創(chuàng)造性思維,并且為解決問題生成一份有效的計(jì)劃.

圖1 CPS模型圖

2.2 “中學(xué)物理與現(xiàn)代前沿應(yīng)用”課程目標(biāo)

物理與現(xiàn)代科技息息相關(guān),本課程將中學(xué)物理與現(xiàn)代前沿應(yīng)用結(jié)合起來,通過理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作,了解其在化學(xué)、醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用,感受物理的多領(lǐng)域遷移及其重要性與基礎(chǔ)性,使物理教學(xué)內(nèi)容更加豐富立體.本校本課程教學(xué)目標(biāo)主要有以下幾點(diǎn):

(1)系統(tǒng)地了解現(xiàn)代前沿技術(shù),比如軍事工業(yè)、醫(yī)學(xué)、交通業(yè)中的相關(guān)技術(shù).

(2)了解現(xiàn)代前沿科技中與中學(xué)物理緊密相關(guān)的內(nèi)容,用所學(xué)的物理知識(shí)解釋當(dāng)前的科技發(fā)展.

(3)通過所給資料及自主搜集相關(guān)信息,進(jìn)一步拓展、豐富和完善現(xiàn)代科技與中學(xué)物理的聯(lián)系.

(4)通過理解所給任務(wù)的簡(jiǎn)單描述,自行組隊(duì)設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于非理想問題的建模能力與科學(xué)探究能力.

(5)通過師生互動(dòng)交流、共同探究,激發(fā)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、辯證的科學(xué)態(tài)度,增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,形成正確的科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)價(jià)值觀,從而建立良好的科學(xué)行為和思維方法.

本課程采取項(xiàng)目化學(xué)習(xí),一個(gè)項(xiàng)目約2～3課時(shí),部分課程項(xiàng)目簡(jiǎn)介如表1所示.

表1 “中學(xué)物理與現(xiàn)代前言應(yīng)用”部分課程項(xiàng)目簡(jiǎn)介

2.3 依托于CPS模型的校本課程教學(xué)特點(diǎn)

本校本課程所依托的就是CPS模型,每一個(gè)項(xiàng)目教學(xué)過程中所用到的任務(wù)單也是對(duì)照CPS模型所編制.在實(shí)施過程中,基于CPS模型的校本課程教學(xué)具體體現(xiàn)出如下特點(diǎn):

(1)注重引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)獲取

因?yàn)轫?xiàng)目化學(xué)習(xí)過程中需要大量課外知識(shí),如果僅憑課上教師的教授,那對(duì)于學(xué)生完成整個(gè)項(xiàng)目是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,所以需要學(xué)生利用課外時(shí)間主動(dòng)地尋找知識(shí)、挑選整合所需要的知識(shí),并理解內(nèi)化后運(yùn)用于項(xiàng)目中.

(2)注重強(qiáng)化培養(yǎng)發(fā)散性思維和聚斂性思維

CPS模型的重心就在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力,利用創(chuàng)造性思維去解決問題,而面對(duì)具體問題的解決,首先就需要通過發(fā)散性思維得到盡可能多的、新穎的解決方案,再進(jìn)一步利用聚斂性思維得到實(shí)用性強(qiáng)、操作性強(qiáng)的最佳解決方案.

(3)注重學(xué)習(xí)內(nèi)容的多樣性與問題的開放度

在平時(shí)的物理課堂教學(xué)中,學(xué)生接觸到的學(xué)習(xí)內(nèi)容就是來自于確定的書本內(nèi)容,需要解決的問題也都有標(biāo)準(zhǔn)答案,而在真實(shí)生活中我們遇到的大多都是沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的開放問題,所以在校本課程中設(shè)計(jì)的項(xiàng)目任務(wù)會(huì)結(jié)合具體生活實(shí)際和前沿?zé)狳c(diǎn),設(shè)計(jì)更具有現(xiàn)實(shí)意義的開放問題.

(4)注重小組團(tuán)隊(duì)的合作學(xué)習(xí)

分組學(xué)習(xí)在教學(xué)中是貫穿始終的,分組合作也能讓發(fā)散思維和聚斂思維得到更好的發(fā)揮,在CPS的各個(gè)階段,都需要小組成員通過不間斷的交流與合作去完成.

(5)注重理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作相結(jié)合

因?yàn)槲锢硎且婚T以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,而實(shí)踐操作又是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力發(fā)展的一個(gè)十分重要的途徑,所以在本校本課程的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中,結(jié)合所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作是十分重要的環(huán)節(jié).

3 依托于CPS模型的校本課程教學(xué)例析

3.1 理解挑戰(zhàn):基于立德樹人 強(qiáng)調(diào)以生為本

在理解挑戰(zhàn)的尋找時(shí)機(jī)階段,主要以該項(xiàng)目的現(xiàn)代前沿應(yīng)用以及相關(guān)學(xué)科知識(shí)作為引入.比如“真空火箭筒”項(xiàng)目中以軍事上火箭筒的發(fā)展作為引入,介紹了在戰(zhàn)爭(zhēng)中火箭筒作為反坦克武器的使用,旨在讓學(xué)生了解到物理在軍工中的應(yīng)用,培養(yǎng)和平意識(shí);在搭建“筷子承重橋”時(shí)以不久前發(fā)生的高架坍塌作為引入,也介紹了港珠澳大橋項(xiàng)目建設(shè),旨在引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注表象背后的深層原因,以及要追求嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工匠精神.這些前沿應(yīng)用的介紹引入雖然與項(xiàng)目的學(xué)科知識(shí)關(guān)系并不大,但卻對(duì)塑造學(xué)生的精神文明有著十分積極的影響,起到立德樹人的作用.之后由學(xué)生結(jié)合課上的理論講解和自行搜索到的資料進(jìn)一步深入了解,比如在真空火箭筒項(xiàng)目中教師將真空火箭筒類比為活塞模型講解了靜態(tài)氣體狀態(tài)方程,而從學(xué)生反饋的任務(wù)單上,發(fā)現(xiàn)不僅有學(xué)生去進(jìn)一步學(xué)習(xí)了活塞模型,而且還自己搜集了涉及到氣體動(dòng)力學(xué)的壓縮波模型,還有對(duì)軍事感興趣的學(xué)生去研究了真空火箭筒的最大發(fā)射速度,搜集了與軍工武器相關(guān)的外彈道學(xué)知識(shí)……

有了課堂上教師的鋪墊引導(dǎo),課堂外學(xué)生的主動(dòng)搜索、整合、學(xué)習(xí),學(xué)生自然而然將這個(gè)項(xiàng)目中重要的知識(shí)內(nèi)化吸收了,也生成了對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目特有的理解,提出了自己的問題.或許這個(gè)過程學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)沒辦法做到像課堂上那么系統(tǒng)、細(xì)致,甚至?xí)驗(yàn)槌鲎约耗芰Ψ秶鵁o(wú)法理解、理解有誤,但在這個(gè)過程中,學(xué)生對(duì)于龐雜資料的搜索與整合能力得到了難得的鍛煉,更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到了所學(xué)課程內(nèi)容與生活和現(xiàn)代科技發(fā)展的聯(lián)系,感受到了知識(shí)逐漸內(nèi)化的溫度,得到潛移默化、潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的收獲,如同樹苗扎根,雖不顯眼,卻在深扎土地的過程中汲取著最為重要的養(yǎng)分.

3.2 生成想法:促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作 激發(fā)創(chuàng)新思維

在常規(guī)課堂中,往往是通過教師個(gè)人思維的展現(xiàn)來讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何解決問題,學(xué)生的主體性很難凸顯,而尊重學(xué)生的思維是讓物理課堂擁有溫度的必要前提,故而利用校本課讓學(xué)生在朋輩中自由地創(chuàng)建團(tuán)隊(duì),毫無(wú)拘束地溝通交流,生成想法階段由個(gè)人觀點(diǎn)和小組觀點(diǎn)構(gòu)成,個(gè)人觀點(diǎn)是學(xué)生在第一課時(shí):理解挑戰(zhàn)階段后對(duì)得到的信息與生成的問題進(jìn)行提煉,對(duì)問題解決形成初步構(gòu)想,接著通過小組交流彼此的問題與想法,借助奧斯本的頭腦風(fēng)暴,讓各自的問題與問題、靈感與靈感進(jìn)行充分地碰撞,互相啟發(fā)激勵(lì)、修正觀點(diǎn),從而形成更多更有益、更完善的新觀點(diǎn)、新靈感,鍛煉他們的發(fā)散思維.教師在討論中主要做一個(gè)傾聽者,并進(jìn)行適時(shí)引導(dǎo),引導(dǎo)小組將不同的想法聚斂成幾個(gè)相對(duì)行之有效的方案.在這個(gè)過程中,學(xué)生往往能將百花齊放的頭腦風(fēng)暴聚斂成更加完整、全面的方案,通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作將每個(gè)人的力量更大化.

3.3 準(zhǔn)備行動(dòng):理論結(jié)合實(shí)踐 推理驗(yàn)證方案

接下來就是實(shí)際操作階段,本課程最重要的部分就是學(xué)生將自己的方案設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)踐.上一步初步生成了多種方案,接下來分析各方案的優(yōu)缺點(diǎn),盡量確定一個(gè)最優(yōu)方案.學(xué)生針對(duì)想嘗試的方案進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),在圖2所示的真空火箭筒中,學(xué)生對(duì)火箭筒的材料都有較大的分歧,比如亞克力管、塑料管等等,成員都各自搜羅素材進(jìn)行了初步嘗試,組與組之間的方案也風(fēng)格迥異,在反復(fù)多次螺旋式前進(jìn)的嘗試中對(duì)自己的方案進(jìn)行驗(yàn)證,最終在預(yù)實(shí)驗(yàn)分析后,小組成員結(jié)合教師的建議討論確定實(shí)驗(yàn)方案并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行操作.

圖2 “真空火箭筒”學(xué)生任務(wù)單掃描圖

3.4 落實(shí)方案:總結(jié)反思優(yōu)化 多元過程評(píng)價(jià)

通過任務(wù)單(圖2),每一位學(xué)生都能在推進(jìn)項(xiàng)目過程中完整記錄下利用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的過程,小小任務(wù)單或許看似文字不多,但是一個(gè)任務(wù)單項(xiàng)目至少涉及3個(gè)課時(shí),可能要?dú)v時(shí)3到4周,學(xué)生在這近一個(gè)月過程中不僅有在校本課中的學(xué)習(xí),還有多方收集資料所獲得的知識(shí),還有和小組成員交流討論獲得的靈感等等,這些寶貴的經(jīng)歷都被鉛字記錄在任務(wù)單上,凝結(jié)成珍貴的知識(shí)成果和獨(dú)一無(wú)二的情感體驗(yàn).在落實(shí)方案以后學(xué)生要對(duì)整個(gè)研究過程進(jìn)行反思?xì)w納,并嘗試進(jìn)一步優(yōu)化,最終由個(gè)人、小組成員以及教師在任務(wù)單的最后留下評(píng)價(jià),任務(wù)單上對(duì)每個(gè)階段都有記錄,所以師生可以更為全面地給出過程性評(píng)價(jià)與建議,學(xué)生通過書面化的記錄,可以回顧完成整個(gè)項(xiàng)目過程中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴,不僅感受到自己多方面潛能被激發(fā),也能從教師以及小組同伴的評(píng)價(jià)中進(jìn)一步得到鼓勵(lì)與肯定.

4 總結(jié)與展望

在中國(guó)現(xiàn)行的課程建設(shè)體系中,校本課程是學(xué)校可以自主規(guī)劃的特色學(xué)科.構(gòu)建和實(shí)施旨在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的校本課程,不僅可以填補(bǔ)目前國(guó)家課程中核心素養(yǎng)落實(shí)的不足,還可以為學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展提供更多的機(jī)會(huì).在本校本課程教學(xué)的過程中,越來越多的學(xué)生意識(shí)到物理學(xué)與前沿科技和生產(chǎn)生活之間的緊密聯(lián)系,意識(shí)到物理學(xué)科的學(xué)習(xí)對(duì)于自己的職業(yè)生涯規(guī)劃是不可或缺的基石,不僅讓學(xué)生萌發(fā)出了對(duì)物理國(guó)家課程學(xué)習(xí)的內(nèi)生動(dòng)力,更讓學(xué)生將物理學(xué)習(xí)納入自己的職業(yè)生涯規(guī)劃之中.當(dāng)然,一個(gè)好的校本課程是需要不斷完善的,在課程開發(fā)理念、課程開發(fā)模式上還需要進(jìn)一步更新、優(yōu)化,在課程目標(biāo)、內(nèi)容、實(shí)施和評(píng)價(jià)上,還需要與核心素養(yǎng)更精準(zhǔn)地對(duì)接落實(shí)[4].未來,會(huì)有越來越多的教師、學(xué)校和地區(qū)繼續(xù)開發(fā)校本課程,提供更多優(yōu)質(zhì)的校本課程,豐富和完善核心素養(yǎng)課程培養(yǎng)體系[5].